PCB-pintakäsittelyjen edut ja haitat

Pintakäsittelyt voidaan luokitella monin eri tavoin. Tässä artikkelissa käsitellään piirilevyjen pintakäsittelyn tärkeimpiä ominaisuuksia ja erityyppisten piirilevytuotteiden vaatimuksia. Kunkin tyypin etuja ja haittoja käsitellään. Voit määrittää oikean pintakäsittelyn piirilevyhankkeellesi seuraavan taulukon avulla.

ENTEC 106(r)

Piirilevyteollisuudessa yleisimmin käytetty pintakäsittelyaine on ENEPIG. Se on kaksikerroksinen metallipinnoite, joka koostuu 2-8 min Au:sta 120-240 min Ni:n päällä. Nikkeli toimii esteenä kuparille piirilevyn pinnalla. Kulta suojaa nikkeliä korroosiolta varastoinnin aikana ja antaa alhaisen kosketusvastuksen. ENIG on usein kustannustehokas valinta piirilevyille, mutta on tärkeää käyttää oikeita levitysmenetelmiä.

Galvanoidun kullan edut ja haitat elektrolyyttiseen nikkeliin (ESN) verrattuna ovat ensisijaisesti kustannustehokkuus ja pinnoituksen helppous. Elektrolyyttisen nikkelin sijaan galvanoitu kulta on erittäin kestävää ja sillä on pitkä säilyvyysaika. Galvanoitu kulta nikkelin päälle on kuitenkin kalliimpaa kuin muut pinnoitteet. Lisäksi nikkelin päälle galvanoitu kulta häiritsee etsausta, ja sitä on käsiteltävä varovasti vaurioiden välttämiseksi.

ENEPIG

Piirilevyjen pintakäsittelyjä on kaksi pääluokitusta: Tässä artikkelissa tarkastellaan näiden kahden pintakäsittelyn eroja ja vertaillaan niiden etuja ja haittoja. Siinä käsitellään myös sitä, milloin kumpaakin kannattaa käyttää.

ENIG-pintakäsittely on kolmikerroksinen, liimattu metallipinta. Aiemmin tätä materiaalia käytettiin pääasiassa piirilevyissä, joissa oli toiminnallisia pintaliitoksia ja korkeat säilyvyysvaatimukset. Palladiumin korkeat kustannukset ja vaatimus erillisestä valmistuslinjasta johtivat kuitenkin materiaalin epäonnistumiseen. Viime vuosina materiaali on kuitenkin tehnyt paluun. Sen korkeataajuusominaisuudet tekevät siitä erinomaisen valinnan korkeataajuussovelluksiin.

ENIG:hen verrattuna ENEPIG:ssä käytetään ylimääräistä palladiumkerrosta kulta- ja nikkelikerrosten välissä. Tämä suojaa nikkelikerrosta hapettumiselta ja auttaa ehkäisemään mustan tyynyn ongelmaa. Koska palladiumin hinnat ovat viime aikoina laskeneet, ENEPIG on nyt laajalti saatavilla. Se tarjoaa samat edut kuin ENIG, mutta on yhteensopivampi lankaliimauksen kanssa. Prosessi on kuitenkin monimutkaisempi, vaatii lisätyövoimaa ja voi olla kallis.

HASL

Piirilevyn pintakäsittelyn HASL-luokitus tarjoaa erinomaisen juotettavuuden ja pystyy mukautumaan useisiin lämpösykleihin. Tämä pintakäsittely oli aiemmin alan standardi, mutta RoHS-standardien käyttöönotto on pakottanut sen pois vaatimustenmukaisuudesta. Vaihtoehtona HASL:lle on lyijytön HASL, joka on ympäristöystävällisempi, turvallisempi ja paremmin direktiivin mukainen.

Piirilevyjen pintakäsittely on kriittinen luotettavuuden ja yhteensopivuuden kannalta. Asianmukainen pintakäsittely voi estää kuparikerroksen hapettumisen, mikä heikentää piirilevyn juotettavuutta. Pintakäsittelyn laatu on kuitenkin vain yksi osa kokonaisuutta. On otettava huomioon myös muita näkökohtia, kuten piirilevyn valmistuskustannukset.

Kova kulta

Piirilevyjen pintakäsittelyjä on monia luokitteluja, mukaan lukien kova kulta ja pehmeä kulta. Kovakulta on kultaseos, joka sisältää nikkeli- ja kobolttikomplekseja. Tätä tyyppiä käytetään reunaliittimissä ja piirilevyn koskettimissa, ja sen puhtaus on yleensä suurempi kuin pehmeän kullan. Pehmeää kultaa taas käytetään tyypillisesti johdinsidontasovelluksissa. Se soveltuu myös lyijyttömään juottamiseen.

Kovakultaa käytetään yleensä komponentteihin, joiden kulutuskestävyys on korkea. Tämäntyyppistä pinnoitusta käytetään RAM-siruissa. Kovakultaa käytetään myös liittimissä, mutta kultasormien on oltava 150 mm:n etäisyydellä toisistaan. Ei myöskään ole suositeltavaa sijoittaa pinnoitettuja reikiä liian lähelle kultasormia.

Upotuspurkki

Piirilevyjen pintakäsittelyt ovat kriittinen prosessi piirilevyjen valmistuksen ja piirikorttien kokoonpanon välillä. Niillä on tärkeä rooli alttiina olevien kuparipiirien säilyttämisessä ja sileän pinnan tarjoamisessa juottamista varten. Tavallisesti piirilevyn pintakäsittely sijaitsee piirilevyn uloimmassa kerroksessa kuparin yläpuolella. Tämä kerros toimii kuparin "pinnoitteena", joka varmistaa asianmukaisen juotettavuuden. Piirilevyjen pintakäsittelyjä on kahdenlaisia: metallisia ja orgaanisia.

Upotustina on metallinen pintakäsittely, joka peittää piirilevyn kuparin. Sen etuna on, että se voidaan helposti muokata uudelleen juotosvirheiden sattuessa. Sillä on kuitenkin joitakin haittoja. Se voi esimerkiksi tahriintua helposti, ja sen säilyvyysaika on lyhyt. Tämän vuoksi on suositeltavaa, että käytät upotustinaista piirilevyn pintakäsittelyä vain, jos olet varma, että juotosprosessisi ovat tarkkoja.